Φ3X11M水泥磨總體設計及傳動部件設計論文說明書

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1、 目 錄 0 引言…………………………………………………………………….. 1 1 Φ3×11m磨機傳動部分設計………………………………………. 2 1.1 磨機傳動裝置………………………………………………………… 2 1.2 磨機傳動的特點……………………………………………………… 2 1.3 傳動方式的比較……………………………………………….……… 2 1.4 電動機的選型………………………………………………….……… 3 1.5 傳動方式的確定………………………………………………….…… 5 1.6 磨機速比的確定……………

2、…………………………………….…… 5 1.7 磨機大小齒輪的計算…………………………………………..……… 6 1.8 磨機輔助傳動裝置…………………………………………….……… 10 1.9 聯軸節和離合器的選擇………………………………………….…… 11 1.10 磨機傳動裝置的潤滑………………………………………….……… 11 2 Φ3×11m磨機的總體設計…………………………………..…..…… 12 2.1 磨機的中心高度……………………………………………………… 13 2.2 磨機傳動裝置布置…………………………………………………… 14

3、 2.3 磨機的間距…………………………………………………………… 14 2.4 磨機筒體的主要有效尺寸…………………………………………… 15 2.5 磨體的伸縮…………………………………………………………… 17 2.6 磨機的轉向…………………………………………………………… 18 2.7 磨機的基礎…………………………………………………………… 18 2.8 磨機的用水量………………………………………………………… 19 2.9 安全防護……………………………………………………………… 20 3 預期結果…………………………………………………

4、…………...… 21 4 結論……………………………………………………………………... 22 致謝………………………………………………………………………….. 23 參考文獻…………………………………………………………………….. 24 0 引言 在Φ3×11m磨機傳動部分的設計中；擬訂傳動方案、繪制運動簡圖是進行裝配圖設計必不可少的 一般工作機器通常是由原動機、傳動裝置和工作裝置三個基本職能部分組成。傳動裝置傳送原動機的動力、變換其運動，以實現工作裝置預定的工作要求，它是機器的主要組成部分。實踐證明，傳動裝置的重量和成本通常在整臺機器中占有很大的比重

5、；機器的工作性能和運轉費用在很大程度上也取決于傳動裝置的性能、質量及設計布局的合理性。由此可見，在機器設計中合理擬訂傳動方案具有重要意義。 在Φ3×11m磨機傳動部分的設計中；擬訂傳動方案、繪制運動簡圖是進行裝配圖設計必不可少的、極為重要的依據。傳動裝置包含很多機件。這些機件的材料和具體的結構、尺寸并不能從運動簡圖中反映出來，而必須通過強度或剛度等計算和結構設計來確定。組成傳動裝置的各機件，并非彼此孤立，而是互相關聯和制約、有機的組織在一起。那么，首先應該選擇哪些機件進行強度、剛度等計算和結構設計呢？正確的回答應該是“由主到次、由粗到細”。本次磨機傳動部分設計中，齒輪等傳動件是影響和決定磨機

6、運動特性的，是主要的；而其它機件只是為了支承它們，聯結它們，使之具有確定位置和正常工作。因而，在設計次序上，前者應是主導和先行的，后者是從屬的。 實現工作裝置預定的運動是擬訂傳動方案最基本的要求。但滿足這個要求可以有不同的傳動方式、不同的機構類型、不同的順序和布局，以及在保證總傳動比相同的前提下分配各級傳動機構以不同的傳動比來實現的許多方案。這就需要將各種傳動方案加以比較分析，根據具體情況擇優選定。合理的傳動方案應滿足機器預定的功能外，還要求結構簡單、尺寸緊湊、工作可靠、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 磨機傳動或磨機傳動裝置就是將電動機的動力通過一系列的裝置傳遞到磨機上，使

7、其傳動的裝置。磨機傳動裝置設計是否正確，制造質量如何，安裝、檢修和維護的好壞，對磨機的正常運轉和電能消耗都有極大的影響。特別是隨著磨機的大型化，它需要的動力越來越大，就顯得更為重要。 目前，我國已能自行設計和制造磨機傳動用的2800Kw較大型的減速器，1250Kw以下的已經受到長期運轉的考驗。現在，有關部門正集中力量進行研制功率更大的磨用齒輪減速器，可望在不久的將來，我國自制的磨用較大型的減速器即將投入運行。這者就為我國發展技術更先進、規格更大的磨機奠定了基礎。同時，我們還對邊緣雙傳動裝置進行了試驗研究，技術問題以獲解決。據悉，我國已能生產直徑為8m的滾齒機。這樣，我國制造帶有精度較高的邊緣

8、雙傳動裝置的大型磨機已不成問題。 傳動裝置的工作性能和成本直接影響著所配磨機的性能和成本，有的甚至起決定性的作用。 由上述可見，傳動裝置在整臺磨機中占有十分重要的位置。如果說筒式磨機在近20年有很大發展的話，那么最突出的還是表現在傳動裝置上。這也是技術難度最大，人們花費精力最多的一個環節，世界各國都在這方面下了很大工夫。因此，在設計磨機時，應根據它的特點，精力選擇傳動系統，因地制宜的確定傳動方式。磨機傳動方式之多是難以盡舉的，如果再考慮減速器的具體結構，那就更為多種多樣。磨機傳動方式之所以如此之多，它們都是根據各地的具體情況和磨機的特點而產生的。因此，若能正確的選擇一種合理的傳動方式，首先

9、必須磨機傳動的特點，精心選擇傳動裝置中的每一個零件。 拖動磨機電動機的動力最后通過一個固定在筒體或端蓋周邊上的大齒圈傳遞道磨體上使其回轉的傳動，叫“邊緣傳動”，而本作者所設計的磨機的傳動部分的傳動方式就是邊緣傳動。邊緣傳動目前有兩種方式，即邊緣單傳動和邊緣雙傳動。功率在1000 kw左右也有不少采用了邊緣雙傳動。功率在2000kw以上的磨機，采用邊緣雙傳動較多。但是，在國外功率為4000kw左右的磨機也多采用邊緣單傳動。我國江西永平銅礦從加拿大A-C公司引進的Φ5.03×6.04m球磨機，功率為2650kw。采用邊緣單傳動，運轉時的噪音比中心傳動還小。這是我國目前最大的邊緣單傳動磨機。淮海水

10、泥廠從羅馬尼亞引進的Φ4.2×11m水泥磨，功率為2×2000kw=4000kw，多年運轉。效果良好。這是當前我國使用最大的邊緣雙傳動磨機。 1 Φ3×11磨機傳動部分設計 1.1 磨機傳動裝置 磨機傳動的分類是一個比較復雜的問題。特別是由于我國小水泥的發展，使磨機傳動裝置出現了更多的種類，給更詳盡的分類帶來了一定地難度。盡管如此，為了對傳動裝置有個明確和系統的認識，我們還是可以按照是否使用齒輪將磨機主傳動裝置分為兩大類。在每大類中又可分為若干種傳動方式，詳列如下： 磨機傳動 1.2 磨機傳動的特點 筒式磨機是一種重載

11、、低速、恒速、長期滿載連續運轉的粉磨機械。從重載來講，當前水泥工業中采用的磨機的動力從55~140000KW；從低速來說，對于直徑Φ1.2~Φ7m的磨機，它們的工作轉速當初只有30~11r/min左右。電動機除了應用低速同步電機以外。大多數是在600~1000r/min上下。這樣，傳動系統的減速比就等于30~70之間。從恒速來說，這一點對傳動設計是有利的。從滿載長期連續運轉來說，給磨機傳動裝置的設計提出了更高的要求。 1.3 傳動方式的比較 小型磨機都采用邊緣傳動，但隨著磨機規格向大發展，出現了以大速比減速器為重要環節的中心單傳動傳動方式。這種傳動方式，如果減速器可靠，它具有傳動效率高、維

12、護量小、比較容易實現長期連續安全運轉的優點，因而受到了使用廠的歡迎。由于機械工業的發展，現在已能加工出精度較高，質量較好的大小齒輪，再加上潤滑技術的改進，因而也能保證磨機長期連續安全運轉。另外，有些磨機為了滿足工藝上的要求，則非采用邊緣傳動不可，如風掃磨就是如此。無齒輪傳動是在磨機急速向大型化發展，機械工業一時跟不上這種要求下出現的。由于它的造價昂貴、技術復雜，又不宜用于功率小于4000KW的磨機傳動上 ，所以在國外一段時間內曾得到應用，但是應用不多，而在國內還沒有應用。 總的來說，當前應用最廣的還是邊緣傳動和中心傳動，在大型磨機上，無齒輪傳動發展也比較快?？梢姡斍澳C傳動方式主

13、要只有三種，且它們都在發展之中，還看不出哪種占有絕對優勢?？蓪⑺鼈兏爬ǖ剡M行比較。齒輪傳動與無齒輪傳動的比較列于表中。 1. 4電動機的選型 磨機都是由電動機來拖動的。所以，要想合理地設計好一臺磨機的傳動裝置，就必須了解與電機拖動有關的知識，將電氣與機械進行綜合考慮，方能如愿以償。 （一） 磨機的負載特性 第一， 磨機的工作轉速恒定是能夠滿足操作要求的，因此，一般來說對電動機不要求調速。只有近代出現的無齒輪直接傳動裝置，它本身具有調速的功能，人們才順勢用之優勢。 第二， 前已述及，磨機是水泥廠中的最大的用電設備。 第三， 磨機除了在啟動和停車時載荷稍有擺動外，在正常運轉中載荷是

14、基本穩定的。 第四， 磨機是重載起動設備。 在起動時，電動機的起動轉矩必須大于或等于磨機的起動靜轉矩與加速轉矩之和。 磨機起動時的靜轉矩與磨機規格、筒體內的研磨體的位置、傳動方式、軸承潤滑情況以及安裝準確度等等因數有關。因此，對不同的球磨機，在不同條件下起動，其起動的靜阻力矩是不同的。 在20多年前，曾有人提出電動機的起動靜阻力矩要高于額定力矩的1.75～2.5倍。因此磨機必須配置高起動轉矩的電動機。這不僅限制了電機的通用性，而且還會使傳動裝置，特別是其中的減速器的尺寸及材料消耗增加，造價也會升高。例如，供磨機傳動用的大型專用TDQ系列交流三相同步電機就是為此而設計的。大量的資料和實驗

15、表明，磨機在起動時的初瞬間其靜阻力矩并不大，比額定轉矩或正常運轉時的負載轉矩M還要小，只有隨著轉速的升高，大約在磨機筒體轉過60度左右才出現一個最大轉矩。這個最大轉矩亦不大于正常運轉的負載轉矩的1.5倍?？梢?，起動轉矩為1.1～1.5倍的負載轉矩M是足夠的，可以作為設計的依據。這就使許多技術問題易于解決，同時也可減少許多人力物力的浪費。 （二） 對電力拖動的要求 了解了磨機的負載特性以后，就可對磨機的電力拖動提出正確的要求。 1.電動機 電動機在能夠提供磨機所必需的起動轉矩和正常運轉轉矩的前提下，其標稱容量應為磨機實際需要功率的1.0～1.2倍，對大型傳動裝置來說，有1.0

16、～1.2倍，對大型傳動裝置來說，有1.0～1.2倍就足夠用而不應過大。另外，還應保證其負荷率起碼在90%以上。這樣才能保證電動機經常處在近乎滿載狀態下運轉，充分發揮設備的能力。以前由于對磨機負載特性認識的差異，往往選用過大的電動機，意在以大容量補起動。這樣一來，不僅會增大初次投資而且會使電機效率降低，浪費電力。這種浪費是經常的、長期的，因而應盡量避免。當然，計算出來的需要功率，由于電動機系列檔次的限制，往往不能恰如其量選到，但要盡量接近。 2.起動要求 由于磨用電動機的容量一般很大，所以對其起動電流必須加以限制，應以不會顯著影響供電電網的電壓降為原則。否則，由于電動機的起動電流

17、過大，勢必造成電網電壓瞬間的大幅度降低，導致其它設備的電機失壓，照明燈的閃爍或熄滅，甚至有時造成停機事故。尤其是對于容量不大的電網，則更需加倍注意。限制起動電流的主要途徑就是選用恰當的電動機的類型，采用合適的起動方式。 3.電動機的功率因數 功率因數的高低是體現工廠用電經濟性的一個主要指標，而磨機功率因數 電動機的功率因數在全廠電力系統的中是起主導作用的。功率因數低，就意味著大量的無功電流在網絡上往返，浪費電能。 （三） 電動機的選定 磨機拖動用的電動機，主要有以下三大類： （1）異步電動機 （2）同步電動機 （3）感應同步電動機 1. 異步電動機 磨機拖動用的

18、異步電動機有鼠籠型和繞線型兩種。 鼠籠型異步電動機的起動電流很大；起動時間較短；功率因數很低；起動轉矩也不高；對電網容量要求較嚴，所以一般很少應用。 繞線型異步電動機是我國應用磨機拖動比較廣泛的一種電動機。 2. 同步電動機 同步電動機可以在超前的功率下運行，所以可用它來改善全廠的功率因數。 目前，我國磨機傳動用的同步電動機主要有以下兩種：一是普通低起動轉矩同步電動機，即TD系列三相同步電動機；二是大型低速高轉矩磨機專用同步電動機，即TDQ系列磨機專用大型三相交流電動機。 3. 感應同步電動機 異步電動機具有良好的起動特性，即起動轉矩大，而起動電流卻很??；而同步電動機有良好的運轉

19、特性，即功率因數高。cos=0.9超前，提高用點系統的經濟性。 綜上所述，電動機的選定是一項十分重要而復雜的工作，一定要根據各地的具體情況，進行仔細的研究，反復對比。除了掌握拖動裝置的基本特點以外，還必須考慮以下幾個問題： 1） 對初次投資和運轉費用兩者必須統籌兼顧，切不可顧此失彼。 2） 應全面考慮水泥廠中其它設備電動機的型式，即全廠電源網路的功率因數情況。 3） 在選擇電動機的電壓時，必須照顧到水泥廠做在地區電網的變電電壓及其容量的大小。 4） 電動機的選型應與磨機機械傳動方案統一評定，一定要考慮磨機減速機構的機械制造條件。 1.5 傳動方式的確定 上面我們研究了磨機傳動的特

20、點，對各種傳動方式又進行了概略的比較，討論了電動機的選型問題。在這個基礎上，就可以比較合理地確定磨機的傳動方式。在確定磨機的傳動方式時，必須根據具體情況進行多方案的比較，最后確定一種合理可靠的傳動方式。 從我國的實際情況出發，提出以下幾點建議： 1. 功率在800KW以下的磨機，主要考慮初始費用的高低，以選邊緣單傳動為宜。 2. 功率在800～1250KW的磨機，主要應考慮維護的繁簡和制造能力的條件，以選用繞線型異步電動機拖動的邊緣單傳動或中心傳動為宜。 3. 功率在1250～2500KW的磨機，耗電量已占相當比例，應兼顧初始費用和電耗兩個主要因素，一般可選用邊緣雙傳動裝置。

21、 4. 功率在2500KW以上的磨機，應考慮電耗為主，盡量選用傳動效率高的傳動裝置。當然，也要顧及國情。 5. 功率在800KW以上的磨機最好選用帶輔助傳動裝置的各種磨機傳動方式。 1.6 磨機速比的確定 傳動裝置的設計是在磨機傳動功率和磨機轉速已定的條件下進行的。在相同條件下，轉速越高的電機，其造價就越低。故可預先選擇幾種不同的電動機作為基數，然后再進行單項方案比較。最后將電動機的轉速確定下來。于是轉動裝置的總速比就可以按下式進行計算： i = nd / nm 式中 nd——電動機的轉速，r/min nm ——磨機

22、的轉速，r/min 對于只有大小齒輪的傳動系統，這個總速比就是大小齒輪的速比iz,即i=iz；對于帶有減速器的傳動系統來說，則總速比可用下式表示，即： 式中 iq——減速器的速比，對于帶三角皮帶輪的傳動系統，它就是三角皮帶傳動的速比； iz——大小齒輪的速比。 因為在相同條件下，減速器的造價與其速比iq成正比而與大齒圈的造價成反比，如圖所示，在它們之間有一個最經濟之點，這就是這兩條曲線的交點A。 1. 7磨機大小齒輪的計算 當大小齒輪的速比確定

23、下來之后，即可進行大小齒輪的各項計算。 1 大齒圈直徑的確定 以前曾有人為了使磨機運轉平穩，將大齒圈設計得特別大，甚至達到磨機規格直徑的2倍，其目的就是使大齒圈兼起飛輪的作用。這樣一來，大齒圈的重量特別大，無疑會使其造價顯著增加。多年實踐證明，這是不必要的。所以，近來有像越來越小的方向發展。 現推薦大齒圈直徑按下式確定： d = (1.15~1.6)D 式中 d——大齒圈的分度圓直徑，mm； D——磨機筒體的規格直徑，mm。 如果結構和其

24、他條件允許，應盡可能取小值，特別對大型磨機，不宜取得過大。 大齒圈直徑確定之后，承載能力就與小齒輪的直徑有關，小齒輪直徑越大，既速比越小，所能傳遞的動力就越高,如下圖所示： 2 齒形的確定 當前應用在邊緣傳動磨機上大小齒輪的齒形主要是漸開線齒形。不論裝在什么工廠的磨機，其工作環境都是惡劣的，灰塵很大。雖然磨機的大小齒輪都有罩子，但密閉不良。再加上潤滑條件的限制，很難保證潤滑良好。因而，踏基本上屬于開式傳動。這就決定了磨機大小齒輪的破壞和失效的主要原因是磨損和膠合。據調查，許多磨機上的大小齒輪都是因為輪齒磨薄無法再用而報廢。即使在此時，也很少有斷面現象發

25、生，當然也有極少數磨機的大小齒輪發生過點蝕，斷面和齒面剝落的失效，但這都是由于極特殊原因造成的。因此，現在絕大多數的磨機都采用大變位齒形設計，取得了良好的成果，使齒輪的壽命提高了3~5倍。其優點是承載能力高，運轉平穩，噪音小，壽命長。所以，在我國當前的情況下，對磨機上所用的大小齒輪一般都采用大變位齒形。 3 模數的確定 模數對齒輪的加工，運轉，使用壽命，金屬消耗和成本都有影響。 小模數齒輪比大模數齒輪用的好，使用壽命長。這恰好與人們的直觀感覺相反，因為在滿足強度要求的前提下，采用較小模數的齒輪具有以下優點： 1） 當齒輪直徑相近時，模數越小，大小齒輪的齒數和就越大，則磨

26、損越小，膠合的危險性就越小。 2） 模數小，噪音小，振動小，動載荷也小； 3） 模數越小加工精度越易于保證，摩擦損失也越小，則傳動效率越高； 4） 加工容易，成本降低。 據調查，在一般的機械制造廠中，模數大于25mm的滾刀很少，可是小于 25mm的滾刀一般都有，而且在市場可以買到。另外，在齒頂圓一定的情況下，模數越大則切削量就越大，加工費用就會隨之增大。 5） 減輕重量，節省金屬 大齒圈的重量主要集中在輪緣上，約占60~70%。但輪緣的厚度與模數有關，即模數小齒輪薄，于是大齒圈的重量也就減輕了，可以節省金屬。 由上述可見，采

27、用小模數是合理的。 所謂采用小模數并不是可以任意的小，而是在保證強度的條件下，盡量采用較小的模數?，F在設計磨機的大小齒輪時用下面的簡化公式來計算模數是足夠的。 m= mm 式中 N——磨機的實需功率，kw； K——偏載系數或載荷集中系數，由下表查得； i ——大小齒輪的速比； Ψ——齒寬系數，其Ψ=B2/d1=0.5~0.85； B2——大齒圈的齒寬，也就是小齒輪的有效齒寬。在磨機上的小齒輪齒寬B1一

28、般應比大齒圈齒寬B2大5~10mm； d1——小齒輪的分度圓直徑，mm；在初算中可用小齒輪的分度圓直徑來計算齒寬系數，因為采用大變位齒輪后，節圓直徑與分度圓直徑是不同的，這樣計算既簡單，誤差也不大。 Z1——小齒輪模數 nm——磨機的工作轉速，也就是大齒圈的轉速，r/min； [Ck]——當量接觸許用應力，根據經驗，對鋼制齒輪取[Ck]=88N/cm；對鑄鐵齒輪，取[Ck]=64N/cm. 從上面的強度公式中不難看出，模數m與小齒輪齒數z1成反比例。在保證齒輪直徑不變的情況下，用增加小齒輪齒數減少其模數，同樣能滿足

29、強度要求。 4 齒數的確定 前面已經述及，大齒圈直徑已定，模數也確定下來，這樣就可以按下式確定大齒圈的齒數： z2=d2/m 計算出來的大齒圈齒數有可能是奇數這時需要根據實際情況上下調整， 將大齒圈的齒數半取為偶數。因為大齒圈由于安裝，制造，運輸和維修等需要必須至少制成兩半，齒數制成偶數時即可對開，使加工容易，精度提高。對整體大齒圈則關系不大。 大齒圈的齒數確定以后，速比也是已知的，故可按下式求出小齒輪的齒數： z1=z2/iz 5 大變位系數的選定 變位齒輪的性能，與其變位系數的選擇正確

30、與否有著極為密切的關系。 根據磨機上大小齒輪破壞和失效的主要原因是磨損膠合這一特點，除選擇大變位嚙合外，還提出下列選擇和確定變位系數的原則： 1） 保證大小齒輪齒根的滑動系數相等或相近，且使其絕對值較小，即 η1≈η2≤｜-0.5｜ 2） 保證重合系數 ε≈1.2 3） 保證齒頂厚度 Sa≥0.5mm。對于因磨損而失效的齒輪，保證一定的齒頂厚，防止磨尖是非常必要的。對磨機上的大小齒輪來說，齒頂厚Sa應保證大于0.5這個模數m。 6 大齒圈主要部位幾何尺寸的計算 大齒圈主要部位的幾何尺寸，推薦按以下關系選取。 1） 齒圈的輪緣厚度按下式確定： =（2~2.5）m mm

31、 2） 齒圈的幅板厚度按下式確定： mm 對于雙幅板來說，其幅板厚度可以適當減薄一些，可按單幅板厚度的79~90%選取。 3） 板厚度按下式確定： mm 4） 板突出高度按下式計算： mm 5） 蘭凸臺高度按下式計算： mm 6） 蘭寬度按下式計算： mm 上面幾式中 ——齒輪的法向模數， mm d ——法蘭聯結螺栓的直徑, mm

32、 1.8 磨機輔助傳動裝置 1 輔助傳動的作用 （1），使磨體能準確的?？吭谒蟮娜魏挝恢蒙?，磨機在停轉之時或在檢修當中，常常要求磨體的某一處停在一定的方位上，以便工藝人員定期的從磨門進入磨機，檢測研磨體的級配是否合理，料面高度的變化規律是否恰當，溫度是否適宜等。 （2），在裝設襯板時，使磨機緩慢的轉動。既便于操作，又能提高工作效率，能減輕主傳動起動時的載荷，保護軸承。為了保護傳動齒輪，在開啟主傳動前也應開啟輔助傳動，使所有嚙合齒面緊密嚙合，因而在啟動時可以減免造成的較大沖擊，減少打齒事故。 （3），保護磨體減小停磨后的變形和作為預啟動之用 2 輔助傳動裝置的構造 由于主傳動系

33、統的不同，輔助傳動系統也就各種各樣。但不管怎樣千差萬別，比較理想的輔助傳動系統都應包括以下幾個環節：1，輔助傳動電動機；2，輔助傳動減速器；3，輔助傳動電動機與輔助傳動減速器相連的聯軸節；在這個聯軸節上或其附近設置有制動器?？梢苑乐鼓C反轉；還可以保證磨機在任何位置上停住。4，輔助傳動減速器與主減速器相連一般多采用爪式離合器或者其他種離合器，其目的就是保證開主傳動時能把輔助傳動系統自動的脫開。 3 輔助傳動裝置功率的計算 用輔助傳動裝置轉動磨及時，其轉速比用主傳動裝置轉動時緩慢得多，一般為磨機工作轉速的1/50~1/140。此時研磨體沒有拋落運動狀態，而完全處在滑落狀態，與開

34、主傳動時有完全不同的運動規律。 輔助傳動功率包括兩部分：提升研磨體和物料所需的功率N1和克服軸頸間摩擦力所需的功率N2。因此，輔助傳動功率NF為： kW kW kW 式中 G——包括物料在內的研磨體重量 ——研磨體的重量 ——研磨體部分重量 ——研磨體和物料堆積截面重心S至筒體沿鉛垂中心線的距離 1.9 聯軸節和離合器的選擇 球磨機傳動裝置中所用的聯軸節或離合器主要是聯接兩段同心同轉向包括磨機中空軸在內的軸，借以傳遞

35、轉矩。除此之外，在傳遞轉矩的過程中， 有的聯軸節或離合器還兼有控制等一些其它作用。 有不少磨機常常因為聯軸節或離合器發生故障而不得不頻繁停磨，好多機件的使用壽命也隨之降低，諸如減速器、小齒輪及傳動軸承等。所以在磨機的傳動裝置中，正確選用聯軸節或離合器是相當重要的，不容忽視。 1.10 磨機傳動裝置的潤滑 對邊緣傳動的磨機來說，主要的潤滑部位是大小齒輪，其次是小齒輪的傳動軸承。對采用減速器的的邊緣傳動裝置來說，還有減速器的潤滑也是相當重要的。 （一） 邊緣傳動大小齒輪的潤滑 邊緣傳動磨機的大小齒輪兩個輪齒相應嚙合面的接觸時間特別短促，嚙合時的運動狀態也比較復雜，既有

36、滑動也有滾動，自動形成液體膜的作用十分微小，這對大小齒輪的潤滑提出了很高的要求。有不少水泥廠磨機的大小齒輪，均因為潤滑不善或潤滑劑選擇不當而過早的失效。邊緣傳動大小齒輪的潤滑方式基本有以下五種：大齒輪帶油潤滑、油輪帶油潤滑、稀油集中潤滑、瀝青噴涂潤滑、干油噴霧潤滑。 （二） 邊緣傳動磨機小齒輪傳動軸承的潤滑 小齒輪的傳動軸承有兩種：滑動軸承和滾動軸承。由于后者優于前者，所以新設計的磨機都采用后者。由于滾動軸承的傳動效率高、體積小、重量輕、不需要額外的冷卻、不容易漏油、不需要刮瓦和便于檢修和維護等優點，從潤滑效果考慮，滾動軸承的潤滑仍采用潤滑油，即稀油潤滑較好，但從便于維護保養和簡化密封出發

37、，絕大多數都采用潤滑脂。 （三） 小齒輪傳動軸承潤滑劑的選擇 小齒輪傳動軸承，如果采用滑動軸承，必須使用潤滑油；如果采用滾動軸承，則應使用潤滑脂。合理選用潤滑劑，對保證良好的潤滑具有重要的作用。 2 Φ3×11m磨機的總體設計 該磨機由下列幾部分組成： （1）進料裝置 進料裝置由下料斗、襯板和支架組成，均由鋼板和型鋼組成。下料斗的后壁為垂直型，以熟料堆積作為料襯。進料裝置通過支架固定在基礎上。料斗設有檢查門和測試管，以備停磨后加強磨內通風和測量負壓之用。 （2）主軸承 兩端的兩個主軸承形式大體相同，但進料端主軸承底座與底板之間設有輥子、以便在

38、磨體伸縮時輥子滾動，使主軸承隨之移動。采用120°球形瓦，球形瓦體中鑄有串水冷卻水腔。球形瓦與軸承座的接觸面系數球面，以便自行調位。 主軸承采用油泵循環潤滑，并設有高壓起動裝置或高壓浮升裝置。 （3）回轉部分 回轉部分的筒體由鋼板卷制焊接而成，采用焊接平端蓋結構，端蓋用厚鋼板加工而成。兩端的中空軸以其法蘭與端蓋用螺栓聯接。進料端中空軸外接喂料葫蘆，將進料裝置來的物料靠其內部的弧形葉片提升后靠背錐面流入中空軸內的錐套中，進而喂入磨內。由于加設了喂料葫蘆，使進料裝置下料通暢，不易漏料，密封易于處理。出料端中空軸內裝有螺旋筒，外接傳動接管。從出料篦板中提起的物料流入螺旋筒后很快被輸送到出料裝置

39、中。 磨機筒體由雙層和雙層隔倉裝置分隔成三個倉，一二倉均裝階梯襯板，以螺栓固定。三倉內鋪砌鑲砌襯板。一二之間安裝雙層隔倉裝置，靠進料側裝蓖板，靠出料側裝盲板，兩層之間裝多個揚料板。已在一倉粉磨的物料，通過蓖板孔進入雙層隔倉裝置中，由揚料板提起送入第二倉。在第二倉中粉磨后的物料，通過二三倉之間的雙層隔倉裝置中的蓖孔進入第三倉。各倉都設有一個人孔，呈交差對稱布置。 （4）出料裝置 出料裝置的結構與φ2.4×13m棒球磨機基本相同，只有兩點稍有差異。一是出料罩上部帶有排風管，二是出料篩上帶有四個振打板，以提高篩分效果。 （5）傳動裝置 傳動裝置由對稱式、1250KW、速比是40.884的減

40、速器、轉速為740r/min的電動機、齒爪聯軸節和出軸膜片聯軸節以及輔助傳動裝置等組成。輔助傳動減速器、爪式離合器、30KW、1000r/min的輔助傳動電動機和聯軸節組成。開主傳動時，磨機筒體以18.10r/min的轉速轉動，開輔助傳動裝置時，磨機以0.1375r/min的轉速慢慢轉動。 （6）噴水裝置 為了降低出磨水泥溫度，改善水泥質量和保護設備，該磨機采用磨內噴水裝置。噴水方式為磨頭、磨尾兩頭噴入，采用機械霧化方式。 （7）研磨體 全磨裝載的研磨體全是鋼球，其規格及級配見表5。 這與開流粉磨是不同的。對于開流磨，為了保證成品細度，尾倉的研磨能力必須加強，所以都裝鋼段。對于圈

41、流磨，出磨物料不是成品，除了加強研磨之外，還需要有一定的沖擊，所以，現在都裝較小的鋼球。 2.1磨機的中心高度 磨機的中心高度就是從磨機水平中心線至粉磨車間基準地面的距離，見圖1。它的確定，既應考慮到磨機傳動裝置的特殊要求，又要考慮倒出和清理研磨體的方便。在滿足上述原則下，磨機的中心高度應盡量降低。這樣一方面可以減小基礎混凝土量，降低造價；另一方面又可增加基礎的穩定性和避免下沉的危險，同時對檢修管理和其它設備的布置都有利。 磨機的中心高度一般可取磨機直徑的0.8～1.0倍，即H=（0.8～1.0）D，并且應保持磨機筒體的下母線至基地面的距離H1不小于0.8m。對個別小廠的小型

42、磨機，其中心高度可適當降低。 對于邊緣傳動的磨機，應以大小齒輪罩下邊緣露出地基h=250～400 mm為宜。一是方便于檢修管理；二是有利于安裝；三是對齒輪罩防塵條件好。 H=（0.8～1.0）D筒體=2400～3000 mm 大齒輪的輪罩下邊緣露出地基h=250～400 mm D齒圈=5000 mm H= D齒圈/2+h=2500+(250～400)=2750～2950 mm 取 H=2800 mm 2.2磨機傳動裝置布置 對大中型磨機，不論中心傳動或邊緣傳動，都設計有一根或兩根（邊緣雙傳動）較長的傳動軸，國

43、外有稱為“扭轉軸（Torsion shaft）的。這一方面是由于傳動裝置自身性能的要求必須設置的，另一方面是由于磨機排料裝置、輸送裝置及其檢修管理它們所必須空間的需要亦應設置的。在這種情況下，應將磨機與減速器和電動機之間以墻隔開。一是在磨機檢修時可以保持減速器和電動機以及其控制設備的清潔；二是在磨機運轉是可以降低傳動裝置廠房內的噪音，對維護有利；三是方便于單獨設置吊車。 對小型磨機，不采用中心傳動，邊緣傳動用減速器也很小，絕大部分都不用較長的傳動軸，因此不需要隔開。 2.3磨機的間距 當磨機在一個粉磨車間內的臺數為兩臺或兩臺以上時，磨機中心線的距離，就稱為磨機的間距。磨機間距確定的是

44、否合理，對安裝、操作和檢修維護等都有直接影響。磨機的間距大小與磨機主軸承是否采用稀有潤滑站及提升機的大小等有關，一般取為磨機直徑的3～5倍為宜，即m=(3～5)D。太大，浪費車間面積；過小，對操作檢修不利。 現舉幾個典型例子，供設計時參考，見表1。 在采用聯合儲庫時，磨機又布置在其附近，此時磨機的間距要盡可能與儲庫的柱間距取得一致，以便使布置整齊，土建結構合理 2.4磨機筒體的主要有效尺寸 磨機的規格尺寸雖然能反映磨機的主要性能，但極其粗略，因此引入了有效尺寸的概念。磨機筒體的有效尺寸能較準確地反映磨機的性能，也是各主要技術參數計算和衡量的依

45、據。 2.4.1磨機筒體的有效直徑 磨機筒體的有效直徑是指筒體內半徑減去兩倍襯板的平均厚度，用Di表示，即： Di=D-2hcp 式中 D——筒體的內直徑，mm hcp——襯板的平均厚度，mm。其平均厚度不同。 2.4.2磨機筒體的有效長度 磨機筒體的有效長度是指磨機筒體內填裝研磨體空間的長度，即各個粉磨倉長度的總和。它比規格長度肯定要小一些，因磨機型式不同，小的程度也就不同。 對普通尾卸管磨機，是將磨頭襯板的厚度、隔倉裝置，特別是雙層隔倉裝置的寬度和出料篦板裝置所占的寬度均減去的

46、筒體長度。 對烘干倉在跨內的磨機筒體有效長度，除要減去上述各零部件所占的長外，還得減去烘干倉的長度。 對中卸磨，還得減去卸料倉的長度。 可見，磨機筒體的有效長度就是起粉磨作用的筒體長度。例如：為2000t/d新型干法生產線配套設計的Φ3.5×10m中卸烘干生料磨，筒體的規格長度減去磨頭襯板的厚度2×0.04m，減去烘干倉的長度1.5m、減去卸料倉的寬度1.05m、再減去兩個單層隔倉裝置的厚度0.305m。則磨機筒體的有效長度Li=7.135m。筒體的有效長度Li比規格長度L小許多。 2.4.3磨體的跨距 筒式磨機均為兩點支承。兩個支承裝置鉛垂中心線見的距離LK,稱為磨體的

47、跨距（參見圖1）。 磨體跨距是磨體的基礎尺寸。筒體彎曲強度和剛度、中空軸和端蓋強度等的計算與此都有關系，同時也是計算支點反力必不可少的尺寸。在預定磨體的跨距時，除磨機規格外，與此有關零部件的準確尺寸尚且不知，必須參考同類近似規格磨機有關零部件的尺寸加以初步確定，然后經過反復驗算和修正后才能最后確定。載荷的支點設在軸承軸瓦的中線，并以次作為軸承的中心線。 2.5磨體的伸縮 磨體在運轉時要產生很大的熱量，磨體受熱后要生長。當磨機停轉時，磨體的溫度要下降，使磨體縮短。因此，在設計磨機時必須考慮磨體熱脹冷縮的問題，否則磨機便不能正常運轉。 一般的磨機，傳動裝置都設在磨尾。為了保證傳動裝置中的齒

48、輪正確嚙合：一是不產生或盡量縮小軸向竄動；不產生歪斜，都把磨尾的支承裝置設計成定位軸承。也就是中空軸肩與軸瓦兩側面的間隙很小，能方便安裝、正常運轉就可以了。而另一端的支承裝置，即進料端的支承裝置為適應磨體的熱脹冷縮，必須留有一定的空隙。這個間隙的大小與磨體的溫升有關，磨體溫升越高，間隙應留的越大。在滿足磨體熱脹冷縮的前提下，這個余留間隙越小越好。 磨體的伸縮量按下式計算： △ L=αLk（t2—t1） mm [22] 式中 α——鋼的線膨脹系數，在磨體伸縮量的計算中，取α=0.000012； Lk——磨機的跨距， mm； t2——磨

49、機在運轉時，磨機可能達到的最高溫度， ℃；（見表2） t1 ——磨機所處的環境可能達到的最低溫度，℃。因為磨機絕大多數都是安裝在廠房內工作，一般取 t1= -20 ℃。 本次設計的φ3×11m水泥磨，跨距Lk =12572mm，磨體的伸縮量為： △ L=0.000012×12572×[120-（-20）]≈22 mm b=1/4△L=（1/4）×22=5.5 mm 但在實際設計中，b=6mm，所以總的余留間隙△=△ L+b=27.5 mm 2.6磨機的轉向 磨機的轉向就是指磨機筒體的轉向。為統一起見，規定從出料端向磨頭看去，用順時針

50、或逆時針轉向來表示磨機的轉向（參見圖1）。圖示箭頭，表示逆時針轉向。 在實際生產中，常常因為磨機的轉向表示不清，造成有方向性的零部件制反或者裝反而影響施工進度或生產。所以，在設計之初就必須將磨機的轉向規定清楚，然后有方向性的零部件，諸如喂料勺輪、進出料及回料的螺旋筒、雙層隔倉裝置的揚料板、階梯襯板和角螺旋襯板等均須按規定的磨機轉向來設計，萬不可大意。 磨機的轉向必須在磨機的總圖上用虛線箭頭表示清楚，以供工藝專業布置考慮（參見表1中的圖，圖中表示磨機為逆時針轉向）。 在使用磨機時，其轉向必須與設計相符，除輔助傳動外，不允許倒轉。 裝在同一廠房內的多臺磨機，

51、其轉向最好相同。一是有利于備件的統一；二是便于聽磨音，尤其是采用電調節裝置（如電耳）的自動控制喂料時，更應減少磨機之間音響的互相干擾；三是有利于附屬設備的配套。 當然，磨機制造完成以后，最好在出料罩的端面或磨體的端蓋上用金屬板制作的箭頭將磨機轉向表示清楚。 2.7磨機的基礎 2.7.1磨機的負荷（動荷系數法） 采用動荷系數法設計基礎時，首先要計算磨體支點的靜負荷。用下式計算： W0=W01+W02 kN 式中 W0——磨機主軸承作用支點的總負荷， kN； W01——磨體支點的最大反力， kN； W02——磨體支承裝置的重力，

52、 kN； 磨體支點的最大反力W01，必須在磨機設計完畢后，根據回轉部分的最大重力，即考慮研磨體允許裝載的最大量時，根據真實重力重新核算后的反力作為最大反力。 計算結果，如果兩個支點的總負荷相差懸殊，設計基礎時應分別考慮，以減少不必要的浪費。如果兩個質點的總負荷相差無幾，為了減少設計工作量，則可按其中最大一個進行設計。 磨機基礎的強度設計，除考慮磨機的靜負荷以外，還要考慮磨機由于振動和運轉等原因而產生的動負荷，用動負荷系數Kd加以考慮，即： W=KdW0 kN 動負荷系數Kd與磨體支點負荷有關： 當磨體支點負荷W≥40t

53、時，取Kd=2.5； 當磨體支點負荷W﹤40t時，取Kd=2.0。； 2.7.2基礎的平面尺寸 基礎周邊的輪廓尺寸距設備底座邊的距離應不小于700～900mm，保證檢修維護人員的通行方便。為了節省混凝土量，可采用挑檐的設計，見圖2?？磕ンw側，應不小于50mm的間隙，（參見圖1），以防磨機運轉時碰基礎。對邊緣傳動磨機，則是為了安裝大小齒輪罩的方便。 2.8磨機的用水量 磨機的用水量，包括工藝用水（如濕法磨喂入磨內的水，干法磨的磨內噴水或筒體淋水用的水等）和設備的冷卻用水（如主軸承的冷卻用水，主軸承和傳動裝置稀油站的冷卻用水等）均應在磨機總圖上標明。 主軸承冷卻

54、用水量最大，可按表3選用，大磨取大值。 表4列出水泥磨主軸承的冷卻用水量的實測值。 磨機軸承冷卻水的溫升△t，各個廠家不同。有的認為5℃合適，有的則認為生料磨可到30℃，煤磨和水泥磨的允許溫升為20℃。如果軸承入口處的冷水溫度達26℃ 以上，所需水量就應該多一些。可見，允許溫度對冷卻水用量影響極大。冷卻水允許溫升高可減少耗水量，但卻增加了水處理費用，因為水溫高易于產生銹蝕。進入主軸承冷卻水的水壓不應大于196kPa。 2.9安全防護 在磨機上除了快速回轉機件（所有的聯軸節、皮帶輪等）外露部分需要設置保護罩以外，磨機部分的安全防護亦不容忽視。在，磨機筒體端蓋與主軸

55、承之間要加安全防護欄桿，以防止轉動的螺栓頭傷人。最好在磨體兩側亦設活動欄桿或者打上禁區標志。 安全防護板或者安全防護欄下面以地腳螺栓與基礎固定，上部與主軸承殼體固定、保證牢靠穩定。 3 預期結果 本次設計的課題是切合實際情況的，各項指標均達到了要求。對目前的球磨機生產效率低下的廠家提供了技改方案，通過類比法我們相信按此方法將會進一步提高球磨機的工作效率，提升球磨機的生產產量，延長球磨機的使用壽命。本次設計的球磨機達到了國內先進水平，特別是在粉磨方面達到了預期的結果，若生產將為廣大球磨機用戶提供物美價廉的產品。

56、 4 結論 轉眼間，整個畢業設計過程就要結束了，回顧整個設計過程，我覺得受益匪淺。在這次設計中，我將在四年中學到的基礎知識來了一次綜合應用，使所學的知識有了一次融會貫通，加強了理論與實際的結合。 本次設計我主要負責Φ3×11球磨機傳動部分的設計，通過對設計課題的研究，我查閱了相關資料，在劉平成老師的指導下，我認真設計并繪制了球磨機傳動部分的總裝圖，部裝圖及其相關的零件圖，并對其做了必要的計算和檢驗，按照做的出來、裝的上去、拆的下來、修的起來、用的起來的工作要求，我的設計具有準確，輕便，經濟的優點。在設計過程中除了計算外用的是傳統的方法外

57、，在設計過程中為了達到快速，形象的目的，我使用了AutoCAD，KAMCAD等繪圖軟件。 這次設計的完成，鍛煉了我獨立設計的工作能力，培養了我獨立思考的能力，并且也產生了獨立﹑創新﹑力求先進的思想，為以后的工作打下了良好的基礎。 由于自己能力所限，設計中還存在許多不足之處，懇請各位老師同學給予批評指正。 致謝 畢業設計即將結束 ，在這畢業設計的這些日子里，我首先要感謝我們的指導老師成老師，在從畢業設計開始的畢業實習一直到畢業設計結束。劉平成老師都不辭勞苦的輔導我們，幫助我解決了不少難題，他的俯首甘為孺子牛的精神值得我好好學習。在畢業設計的

58、過程中其他組的老師也給予了我很大的指導，我也深表感謝。 在畢業設計機房里，我與一起參與畢業設計的同學們結下了深厚的友誼，在設計的過程中，當我遇到困難的時候他們給予了我熱心的幫助，我們互相幫助，互相學習，都從畢業設計中獲得了知識，我對他們也深表感謝。 我也要感謝給我們畢業設計提供各種幫助的人，祝這些好心人幸?？鞓?。我即將走上工作崗位，在畢業設計中獲得的知識必將使我收益終生。 參考文獻 1 《管磨機》 江旭昌 中國建材工業出版社 2 《水泥工業粉磨工藝技術》 王仲春

59、 中國建材工業出版社 3 《建筑材料機械設計》 許林發 武漢工業大學出版社 4 《粉磨與制成》 葉達森 中國建筑工業出版社 5 《建材機械工程手冊》 朱昆泉 武漢工業大學出版社 6 《水泥廠工藝設計概論》 中國建筑工業出版社 7 《機械設計》 濮良貴 西北工業大學出版社 8 《機械設計手冊》 機械工業出版社 9 《公差與配合》 機械工業出版社 10 《機械制圖》 中國紡織大學出版社